JP5316250B2 - 呼制御システム、通信中継装置、通信装置及びその方法 - Google Patents

呼制御システム、通信中継装置、通信装置及びその方法 Download PDF

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Description

本発明は、通信装置間の呼制御を行う呼制御システムに関し、特に回線のアドレス情報に紐付く回線情報を管理することにより高精度な呼制御を行う呼制御システムに関する。
近年の携帯電話の急速な普及により、携帯電話の加入者数は、1人1台所有の割合に近づきつつある。そのため、キャリアは、提供するシステムあたりの加入者数の増加により高トラヒックに耐えうる設備の計画を行う必要があり、バースト的な大規模トラヒックを扱うシステム設計を考慮すると、1万呼を超える構成をとる場合もある。ここで、近年の携帯電話は、第三世代携帯電話(3G)システムの仕様に関する3GPP (Third Generation Partnership Project) のアーキテクチャが使用される。また、3GPPのアーキテクチャにおいては、ATM網とIP網との相互接続をゲートウェイにて行う場合には、IP-ALCAP及びALCAPと呼ばれるプロトコルが使用される。IP-ALCAP及びALCAPは、ハンドオーバの通信パス(通信路)に対して、RNC(Radio Network Controller;基地局制御装置)相互間でコントロールプレーン(C-PLANE)のメッセージ制御及びユーザープレーン(U-PLANE)捕捉要求を行うプロトコルである。ここで、コントロールプレーン(C-PLANE)は、呼接続に関するデータのやり取りが行われ、ユーザープレーン(U-PLANE)は、通常の通信データのやり取りが行われる。
当該プロトコルで設定した通信パスは、通常、REL(Release Request)信号を送受信することにより解放される。また、装置再開や内部異常により通信パスや関連リソースを一括解放する場合には、RES(Reset Request)信号及びRSC(Reset Confirm Message)信号を送受信することにより解放する。RES信号は、IP(Internet Protocol)アドレスとUDP(User Datagram Protocol)ポート番号(IPTA)の組合せで通信パス毎指定か、全通信パス指定(IPTA指定無し) で信号を送信することが勧告で定められている。また、RES信号を受信したノードは、Q2631勧告に従い、IPTA指定の場合には該当通信パスを特定し、全通信パス指定(IPTA指定無し)の場合には該受信ノードが管理している全ての通信パスの解放を行う。ノードのサーバ構成には、呼制御システム(サーバ/論理サーバ)を複数実装する場合もある。その環境下では、各呼制御システムが個々の障害発生時に、全通信パス指定(IPTA指定無し)を行うと障害の発生していない呼制御システムで制御している通信パスも解放されるサービス低下が懸念される。このため、全通信パス指定(IPTA指定無し)では通信パスのリソース解放が行えない。(仮にノード内に呼制御システム(サーバ)A,B,Cがあったとする。呼制御システム(サーバ)Aが障害に遭遇した場合でも、呼制御システム(サーバ)B,Cは正常状態である為、呼制御システム(サーバ)Aが管理している通信パスや関連リソースだけを解放する必要がある。この場合、全通信パス指定(IPTA指定無し)では呼制御システム(サーバ)B,Cの通信パスも解放してしまう。)
ネットワーク負荷が高い運用中に障害が発生した場合には、接続中の通信パスを解放するため、IPアドレスとUDPポート番号(IPTA)を指定して複数のRES/RSC信号を送受信することが必要となり、ネットワークトラヒックが急激に高くなる。
従来の呼制御システムは、再開処理を実行した場合に、再開通知パケットを送信し、受信側では当該再開通知パケットに基づいて送信側に関連する通信路を解放する技術がある(例えば、特許文献1参照)。
特開平9−172454号公報
しかし、従来の呼制御システムは、解放すべき通信路を識別する情報が無いことから、再開通知パケットにより送信側に関連する通信路全てを解放するため、ネットワークトラヒックが急激に高くなるという課題を有する。また、従来の呼制御システムは、解放すべき通信路を識別する情報が無いことから、障害に該当しない通信パスも解放してしまうというサービス低下の課題がある。
本発明は前記課題を解消するためになされたもので、接続された通信パスにおける相手装置の情報を通信装置に記憶させることにより、ネットワークトラヒックを抑えつつ通信パス解放の実施精度を向上させる呼制御システムの提供を目的とする。
本願に開示する呼制御システムは、通信装置が、通信パス接続する通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号を生成する。また、本願に開示する呼制御システムは、通信中継手段が、通信パス接続時に通信パス接続回線のIPアドレス情報及びポート情報を記憶し、通信パス解放信号に含まれるIPアドレス情報に基づいてポート情報を抽出し、当該ポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する。
本願に開示する呼制御システムは、通信パス解放信号に含まれるIPアドレス情報から通信パス解放を行うポート番号を割り出せることから、通信パス解放信号の通信量を削減できることとなり、ネットワークトラヒックを抑えつつ高精度な通信パス解放を実施することができる。
本発明の第1の実施形態に係る呼制御システムのブロック図 本発明の第1の実施形態に係る呼制御システムのデータ例及びシステム構成図 本発明の第1の実施形態に係る呼制御システムの通信パス接続時のフローチャート 本発明の第1の実施形態に係る呼制御システムの通信パス解放時のフローチャート 本発明の第1の実施形態に係る呼制御システムのシーケンス図
(第1の実施形態)
以下、第1の実施形態に係る呼制御システムを、図1から図5に基づいて説明する。
この図1は本発明の第1の実施形態に係る呼制御システムの構成を示すブロック図、図2はこの図1に記載された呼制御システムのデータ例及びシステム構成図、図3はこの図1に記載された呼制御システムの通信パス接続時のフローチャート、図4はこの図1に記載された呼制御システムの通信パス解放時のフローチャート、図5はこの図1に記載された呼制御システムのシーケンス図を示す。
図1において、本実施形態に係る呼制御システムは、通信装置10と、この通信装置10と同構成の通信装置30と、通信中継手段(MGCF)20とを備える。この通信装置10は、送受信部11と、通信パス解放信号生成部12と、通信パス接続信号生成部13と、信号制御部14とを備える。また、本実施形態に係る呼制御システムは、通信中継手段(MGCF)20が、送受信部21と、記憶部22と、回線情報22aと、ポート情報抽出部23と、通信パス解放部24と、信号制御部25と、データ処理部26とを備える。
この送受信部11及び送受信部21は、各々通信装置10及び通信中継手段(MGCF)20間の信号を送受信する。また、この通信パス解放信号生成部12は、接続された通信パスを解放する場合に通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号としての上述のRES/RSC信号を生成する。また、この通信パス接続信号生成部13は、新たな通信パスを接続する場合に通信パス接続対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス接続信号としてのERQ(Establish Request)信号又はECF(Establish Confirm)信号を生成する。また、この信号制御部14は、この送受信部11が受信した信号を各機能部に対して分配制御する。
また、この記憶部22は、この送受信部21により受信した通信装置10からの通信パス接続信号としてのERQ信号又はECF信号に基づいて、この通信パス接続対象の通信装置30のIPアドレス情報及びポート情報をこの回線情報22aに記憶する。また、このポート情報抽出部23は、この送受信部21により受信した通信パス解放信号としてのRES信号又はRSC信号に含まれる通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報に基づいて、このIPアドレス情報に紐付けられたポート情報をこの記憶部22から抽出する。また、この通信パス解放部24は、このポート情報抽出部23により抽出されたポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する。
また、この信号制御部25は、この送受信部21が受信した信号を各機能部に対して分配制御する。また、このデータ処理部26は、この送受信部21が受信した信号に対してU-PLANE及びC-PLANEに関するデータ編集処理を行う。また、本実施形態に係る呼制御システムは、通信装置30が、この通信装置10と同様の構成をとり、送受信部31と、通信パス解放信号生成部32と、通信パス接続信号生成部33と、信号制御部34とを備える。送受信部31と、通信パス解放信号生成部32と、通信パス接続信号生成部33と、信号制御部34は、各々、上述した送受信部11と、通信パス解放信号生成部12と、通信パス接続信号生成部13と、信号制御部14と同機能を有する。
また、この回線情報22aは、図2(a)に示すように、インスタンスID項目、IPアドレス項目、UDPポート番号(IPTA)項目、信号情報項目及び信号制御情報項目を備える。このインスタンスID項目は、通信パスを一意に識別するID番号であるインスタンスID番号を示す。また、このIPアドレス項目は、このインスタンスID番号に対応する通信パスにおけるIPアドレスを示す。また、このUDPポート番号(IPTA)項目は、このインスタンスID番号に対応する通信パスにおけるUDPポート番号を示す。この信号情報項目は、このインスタンスID番号に対応する信号に関する各種識別子を含む情報を示す。また、この信号制御情報項目は、このインスタンスID番号に対応する信号制御に関する情報を示す。
また、本願に開示する呼制御システムは、図2(b)に示すように、前記通信装置10に含まれるIP-RNC10Aと、前記通信装置30に含まれるRNC30Aと、MGCF(Media Gateway Control Function)20と、IP網100と、ATM網200とを備える。このIP-RNC10Aは、IP(Internet Protocol)網100を経由して上述のIP-ALCAPにて通信を行うRNC(Radio Network Controller;基地局制御装置)である。また、RNC30Aは、ATM(Asynchronous Transfer Mode)網200を経由して上述のALCAPにて通信を行うRNCである。また、このMGCF20は、前記通信中継手段(MGCF)20の一例であり、IP-ALCAP(Q2631勧告準拠)のプロトコル制御を行い、IP網100及びATM網200間の網間通信を中継し、これらの網間において音声及びデータ通信を取扱うゲートウェイサーバーである。
以下、前記構成に基づく本実施形態の呼制御システムの動作について説明する。
まず、前記IP-RNC10Aは、前記信号制御部14の指示により通信パス(ハンドオーバーパス)の接続のために、前記通信パス接続信号生成部13が生成したERQ信号を、前記送受信部11により前記MGCF20に送信する。前記MGCF20は、図3に示すように、このERQ信号を前記送受信部21にて受信する(S1)。
前記送受信部21は、前記信号制御部25にこのERQ信号の受信通知を行う(S2)。ここで、前記信号制御部25は、必要に応じて、受信したERQ信号を正規化することもできる。この正規化は、具体的には、例えば、バイナリデータをテキストデータに変換することや、可変長データを固定長データに変換することが挙げられる。前記信号制御部25は、受信した信号がERQ信号であることを判断し、このERQ信号に含まれるIPアドレスとUDPポート番号(IPTA)を前記回線情報22aに記憶させることを記憶部22に指示する(S3)。
また、前記信号制御部25は、このERQ信号に含まれる信号情報及び信号制御情報を前記回線情報22aに記憶させることを記憶部22に指示する(S3)。前記データ処理部26は、前記信号制御部25の指示により、U-Plane接続を行う(S4)。前記信号制御部25は、前記データ処理部26にECF信号を生成させ、前記送受信部21にこのECF信号を送信させる(S4)。このように、前記MGCF20は、通信パス接続時に、通信パス接続を要求した前記IP-RNC10AのIPアドレスとUDPポート番号(IPTA)を前記回線情報22aに記憶させる。
次に、前記IP-RNC10Aは、前記信号制御部14の指示によりハンドオーバーパス解放のために前記通信パス解放信号生成部12が生成したRES信号を、前記送受信部11により前記MGCF20に送信する。ここで、前記通信パス解放信号生成部12は、RES信号の送信単位をIPアドレス指定(UDPポート番号をignored(NULL)固定)とするIPTA設定パターンにて設定する。
前記MGCF20は、図4に示すように、このRES信号を前記送受信部21にて受信する(S11)。前記送受信部21は、前記信号制御部25にこのRES信号の受信通知を行う(S12)。ここで、前記信号制御部25は、必要に応じて、受信したRES信号を正規化することもできる。
前記信号制御部25は、受信した信号がRES信号であることを判断し、前記ポート情報抽出部23に、前記記憶部22の記憶した前記回線情報22aからUDPポート番号を抽出するように指示する。前記ポート情報抽出部23は、このRES信号に含まれるIPTA情報のIPアドレスに基づいて、前記記憶部22の記憶した前記回線情報22aからUDPポート番号(IPTA)を抽出する(S13)。また、前記ポート情報抽出部23は、前記回線情報22aから該当する信号制御情報を抽出する。
前記データ処理部26は、前記信号制御部25の指示により、U-Plane解放を行う(S14)。前記信号制御部25は、前記データ処理部26にRSC信号を生成させ、前記送受信部21にこのRSC信号を送信させる(S4)。本願に開示する呼制御システムは、RES信号にIPTAのIPアドレス及びUDPポート番号にignored(NULL)を設定することができ、この設定時には、IPアドレスパラメタで指定されたIPTAに関する全ての通信パスを切断するというインタフェース仕様を提供することができる。
前記MGCF20は、図5(a)に示すように、この手順に従う通信パス接続シーケンスとして、前記IP-RNC10Aから前記RNC30A宛のERQ信号を受信し(S21)、通信パスを生成する(S22)。ここで、前記MGCF20は、ERQ信号に含まれる前記RNC30AのIPアドレス及びポート番号を記憶する。
前記MGCF20は、前記RNC30A宛のERQ信号を送信し(S23)、前記RNC30Aは、通信パスを生成し(S24)、このERQ信号の応答としてECF信号を前記MGCF20に返信する(S25)。前記MGCF20は、前記IP-RNC10AにECF信号を送信し(S26)、通信パスが確立されてハンドオーバ接続中となる(S27)。
また、前記MGCF20は、同図(b)に示すように、この手順に従う通信パス解放シーケンスとして、前記IP-RNC10Aから装置再開又は内部異常の発生(S31)を契機として、前記RNC30A宛のRES信号を受信し(S32)、通信パスを解放する(S33)。前記MGCF20は、この通信パス解放シーケンスのS32において、RES信号に含まれる通信パス解放対象のIPアドレスに基づいて、上述のS21にて記憶したポート番号を抽出する。
前記MGCF20は、前記RNC30A宛のREL信号を送信し(S34)、前記RNC30Aは、通信パスを解放し(S35)、このREL信号の応答としてRLC信号を前記MGCF20に返信する(S36)。前記MGCF20は、上述のS33の通信パス解放後に、RSC信号を前記IP-RNC10Aに送信し(S37)、通信パスが解放されてハンドオーバ終了となる(S38)。
このように、前記MGCF20は、通信パス解放時に、RES信号に含まれるIPアドレスからUDPポート番号(IPTA)を抽出できることから、通信パス解放信号の必要通信量を削減できることとなり、ネットワークトラヒックを抑えつつ高精度な通信パス解放を実施することができる。また、前記MGCF20は、通信パス解放時に、RES信号に含まれるIPアドレスからUDPポート番号(IPTA)を抽出できることから、解放すべき通信路をIPアドレスのみから識別できることとなり、障害に該当しない通信パスを解放することなくネットワークトラヒックを抑えることができる。
また、本実施形態に係る呼制御システムの通信中継手段及び通信装置のハードウェア構成は、CPU、メモリ、記憶装置、入力装置及び上記各部を接続するバスが含まれる。なお、本実施形態では、IP網を中継したIP-RNCとMGCFとの通信パスの接続及び解放を取扱ったが、ATM網を中継したRNCとMGCFとの通信パスの接続及び解放も、同様に実施することができる。
[付記]以上の実施例を含む実施形態に関し、更に以下の付記を開示する。
(付記1)通信の相手方との間で信号の送受信を行う際に、通信パスの接続及び解放を要求する通信工程と、当該通信装置相互間において前記要求に基づいて通信パスの接続及び解放を中継管理する通信中継工程とを含む呼制御方法において、前記通信工程が、接続された通信パスを解放する場合に通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号を生成する通信パス解放信号生成工程を備え、前記通信中継工程が、前記送受信工程により受信した通信装置からの通信パス接続信号に基づいて、当該通信回線のIPアドレス情報及びポート情報を記憶する記憶工程と、前記送受信工程により受信した前記通信パス解放信号に含まれる通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報に基づいて、当該IPアドレス情報に紐付けられた前記ポート情報を前記記憶工程から抽出するポート情報抽出工程と、前記ポート情報抽出工程により抽出されたポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する通信パス解放工程とを備える呼制御方法。
(付記2)付記1記載の呼制御方法に含まれる通信中継工程が、前記送受信工程により受信した通信装置からの通信パス接続信号に基づいて、当該通信回線のIPアドレス情報及びポート情報を記憶する記憶工程と、前記送受信工程により受信した前記通信パス解放信号に含まれる通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報に基づいて、当該IPアドレス情報に紐付けられた前記ポート情報を前記記憶工程から抽出するポート情報抽出工程と、前記ポート情報抽出工程により抽出されたポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する通信パス解放工程とを備える呼制御方法。
(付記3)付記1記載の呼制御方法に含まれる通信工程が、接続された通信パスを解放する場合に通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号を生成する通信パス解放信号生成工程を備える呼制御方法。
(付記4)通信の相手方との間で信号の送受信を行う際に、通信パスの接続及び解放を要求する通信手段と、当該通信装置相互間において前記要求に基づいて通信パスの接続及び解放を中継管理する通信中継手段とを含みコンピュータを機能させる呼制御プログラムにおいて、前記通信装置手段が、接続された通信パスを解放する場合に通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号を生成する通信パス解放信号生成手段としてコンピュータを機能させ、前記通信中継手段が、前記送受信手段により受信した通信装置からの通信パス接続信号に基づいて、当該通信回線のIPアドレス情報及びポート情報を記憶する記憶手段、前記送受信手段により受信した前記通信パス解放信号に含まれる通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報に基づいて、当該IPアドレス情報に紐付けられた前記ポート情報を前記記憶手段から抽出するポート情報抽出手段、前記ポート情報抽出手段により抽出されたポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する通信パス解放手段としてコンピュータを機能させる呼制御プログラム。
(付記5)付記4記載の呼制御プログラムに含まれる通信中継手段が、前記送受信手段により受信した通信装置からの通信パス接続信号に基づいて、当該通信回線のIPアドレス情報及びポート情報を記憶する記憶手段、前記送受信手段により受信した前記通信パス解放信号に含まれる通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報に基づいて、当該IPアドレス情報に紐付けられた前記ポート情報を前記記憶手段から抽出するポート情報抽出手段、前記ポート情報抽出手段により抽出されたポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する通信パス解放手段としてコンピュータを機能させる呼制御プログラム。
(付記6)付記4記載の呼制御プログラムに含まれる通信手段が、接続された通信パスを解放する場合に通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号を生成する通信パス解放信号生成手段としてコンピュータを機能させる呼制御プログラム。
10、30 通信装置
10A IP-RNC
30A RNC
11、31 送受信部
12、32 通信パス解放信号生成部
13、33 通信パス接続信号生成部
14、34 信号制御部
20 通信中継手段(MGCF)
21 送受信部
22 記憶部
22a 回線情報
23 ポート情報抽出部
24 通信パス解放部
25 信号制御部
26 データ処理部
100 IP網
200 ATM網

Claims (5)

  1. 通信の相手方との間で信号の送受信を行う際に、通信パスの接続及び解放を要求する通信装置と、当該通信装置と信号を送受信する送受信手段を備え、当該通信装置相互間において前記要求に基づいて通信パスの接続及び解放を中継管理する通信中継手段とを含む呼制御システムにおいて、
    前記通信装置が、
    接続された通信パスを解放する場合に通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号を生成する通信パス解放信号生成手段を備え、
    前記通信中継手段が、
    前記送受信手段により受信した通信装置からの通信パス接続信号に基づいて、当該通信回線のIPアドレス情報及びポート情報を記憶する記憶手段と、
    前記送受信手段により受信した前記通信パス解放信号に含まれる通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報に基づいて、当該IPアドレス情報に紐付けられた前記ポート情報を前記記憶手段から抽出するポート情報抽出手段と、
    前記ポート情報抽出手段により抽出されたポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する通信パス解放手段とを備える
    呼制御システム。
  2. 請求項1に記載の呼制御システムに含まれる通信中継手段としての通信中継装置において、
    前記送受信手段により受信した通信装置からの通信パス接続信号に基づいて、当該通信回線のIPアドレス情報及びポート情報を記憶する記憶手段と、
    前記送受信手段により受信した前記通信パス解放信号に含まれる通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報に基づいて、当該IPアドレス情報に紐付けられた前記ポート情報を前記記憶手段から抽出するポート情報抽出手段と、
    前記ポート情報抽出手段により抽出されたポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する通信パス解放手段とを備える
    通信中継装置。
  3. 請求項1に記載の呼制御システムに含まれる通信装置において、
    接続された通信パスを解放する場合に通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号を生成する通信パス解放信号生成手段を備える
    通信装置。
  4. 通信装置により、通信の相手方との間で信号の送受信を行う際に、通信パスの接続及び解放を要求する通信工程と、当該通信装置相互間において前記要求に基づいて通信パスの接続及び解放を中継管理する通信中継工程とを含む呼制御方法において、
    前記通信工程が、
    接続された通信パスを解放する場合に通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号を生成する通信パス解放信号生成工程を備え、
    前記通信中継工程が、
    前記送受信工程により受信した通信装置からの通信パス接続信号に基づいて、当該通信回線のIPアドレス情報及びポート情報を記憶する記憶工程と、
    前記送受信工程により受信した前記通信パス解放信号に含まれる通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報に基づいて、当該IPアドレス情報に紐付けられた前記ポート情報を前記記憶工程から抽出するポート情報抽出工程と、
    前記ポート情報抽出工程により抽出されたポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する通信パス解放工程とを備える
    呼制御方法。
  5. 通信装置により、通信の相手方との間で信号の送受信を行う際に、通信パスの接続及び解放を要求する通信手段と、当該通信装置相互間において前記要求に基づいて通信パスの接続及び解放を中継管理する通信中継手段とを含みコンピュータを機能させる呼制御プログラムにおいて、
    前記通信手段が、
    接続された通信パスを解放する場合に通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報を含む通信パス解放信号を生成する通信パス解放信号生成手段としてコンピュータを機能させ、
    前記通信中継手段が、
    前記送受信手段により受信した通信装置からの通信パス接続信号に基づいて、当該通信回線のIPアドレス情報及びポート情報を記憶する記憶手段、
    前記送受信手段により受信した前記通信パス解放信号に含まれる通信パス解放対象の通信回線のIPアドレス情報に基づいて、当該IPアドレス情報に紐付けられた前記ポート情報を前記記憶手段から抽出するポート情報抽出手段、
    前記ポート情報抽出手段により抽出されたポート情報に基づいて、接続された通信パスを解放する通信パス解放手段としてコンピュータを機能させる
    呼制御プログラム。
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